【深度】定向能武器研究报告（一）定向能武器概述与分类：激光，粒子束，微波

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【深度】定向能武器研究报告（一）定向能武器概述与分类：激光，粒子束，微波

Original 2018-02-02 学术plus 学术plus

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《武器与装备研究选编》

第六部分：定向能武器研究报告

（一）

定向能武器

概述与分类

概述

在人类的发展历史上伴随着无数大大小小的战争，而武器的先进度直接决定战争的成败，无论多么先进的武器都会随着科技的发展而离去，同样战场的变化也会催生新的武器，并赋予他们大展拳脚的机会。

定向能武器，又叫“束能武器”，是利用各种束能产生的强大杀伤力的武器。

其特点是：

首先束能传播速度可接近光速，这种武器系统，一旦发射即可命中，无需等待时间；
其次能量集中而且高，如高能激光束的输出功率可达到几百至几千千瓦，击中目标后使其破坏、烧毁或熔化；
另外由于发射的是激光束或粒子束，它们被聚集得非常细，来得又很突然，所以对方难以发现射束来自何处，对方来不及进行机动、回避或对抗。

本文系统的介绍了定向能武器。全文共分四部分：

第一部分为概述；
第二部分介绍了定向能武器的分类及各自的特点，包括了激光武器、粒子束武器和微波武器；
第三和第四部分对定向能武器中最受关注的激光武器进行了重点的介绍，其中第三部分介绍了现有激光器的种类及工作原理，包括了气体激光器、固体激光器、半导体激光器、自由电子激光器、光纤激光器和液体激光器等；
第四部分详细介绍了激光武器，包括了激光武器的概念、装备现状、优缺点和未来发展方向等方面的内容。

定向能武器的分类

定向能武器，依其被发射能量的载体不同，可以分为激光武器、粒子束武器、微波武器。

（一）激光武器

激光武器是利用高亮度强激光束携带的巨大能量摧毁或杀伤敌方飞机、导弹、卫星和人员等目标的武器。激光武器具有速度快、精度高、拦截距离远、火力转移迅速、不受外界电磁波干扰、持续战斗力强等优点。美、俄、英、德、法、以色列等许多西方国家都在积极发展强激光武器。激光武器经过三十多年的研究，已经日趋成熟并将在今后战场上发挥越来越重要的作用。

（二）粒子束武器

粒子束武器是用高能强流加速器将粒子源产生的电子、质子和离子加速到接近光束，并用磁场把它聚集成密集的束流，直接或去掉电荷后射向目标，靠束流的动能或其它效应使目标失效。除了粒子加速器外，粒子束武器还包括能源、目标识别与跟踪、粒子束瞄准定位和指挥与控制等系统。其中粒子加速器是粒子束武器系统的核心，用于产生高能粒子束。为了对付加固目标，要把被加速粒子的能量提高到100MeV，甚至要提高到200MeV，并要求能源在600S内连续提供100MW的功率，最大流强10KA，脉冲宽高70ns。平均每秒产生5个脉冲。粒子束武器对目标的破坏能力比激光武器更强。

其主要特点是：穿透力强、能量集中，脉冲发射率高，能快速改变发射方向。
根据其使用特点，粒子束武器分为两大类：一类是在大气中使用的带电粒子束武器，它可以实施直接击穿目标的“硬”杀伤，也可以实施局部失效的装备发展“软”杀伤；另一类是在外层空间使用的中性粒子束武器，主要用于拦截助推段导弹，也可以拦截中段或再入段目标。目前对前一类粒子束武器的研究只局限于作为点防御的近程武器系统范围内，进入实战应用，预计要到21世纪二、三十年代。

粒子束武器的主要缺点是：其一是带电粒子在大气层内传输能量损失较大；其二是由于束流扩散，使得在空气中使用的粒子束，只能打击近距离目标；其三是地磁场影响而使束流弯曲。因此，这种武器距离实战应用还需相当长时间。目前发达国家主要进行基础研究，并且立足于空间防御系统，可否作为战术武器应用，目前还难以预测。

（三）微波武器

微波武器是一种采用强微波发射机、高增益天线以及其它配套设备，使发射出来的强大的微波束会聚在窄波束内，以强大的能量杀伤、破坏目标的定向能武器，其辐射的微波波束能量，要比雷达大几个数量级。

微波武器可用于杀伤人员，就其杀伤机理而言，有“非热效应”与“热效应”两种。“非热效应”是利用3～13毫瓦／厘米²的弱波能量照射人体，以引起人员烦躁、头痛、神经紊乱、记忆力衰退等。这种效应如果用到战场上时，可使各种武器系统的操作人员产生上述心理变态，导致武器系统的操作失灵。而“热效应”则是利用强微波辐射照射人体，能量密度为20瓦／厘米²，照射时间为1～2秒，通过瞬时产生的高温高热，造成人员的死亡。微波束另一个特点是，它可以穿过缝隙、玻璃或纤维进入坦克装甲车辆内部，烧伤车辆内的乘员。

微波武器还可以使现代化武器系统中的电子设备及元器件失效或损坏。例如，用0.01～1微瓦／厘米²的弱微波能量，就可以干扰相应频段的雷达和通信设备的正常工作。10～100瓦／厘米²的强微波辐射形成的瞬变电磁场，可使金属目标表面产生的感应电流与电荷，通过天线、导线和各种开口或缝隙，进入坦克装甲车辆、导弹、飞机、卫星等武器内部，破坏各种敏感元件如传感器、电子元器件等，使武器系统失去其效能。微波武器的能量达到1000～10000瓦／厘米²的超强微波能量，可在很短时间内使目标因受高热而导致破坏，甚至能够引爆武器中的炸药等，使武器被毁坏。

微波武器与激光束、粒子束武器相比作用距离更远，受天气影响更小，从而使对方相应对抗措施更加复杂化。战术微波武器，例如车载战术性的微波武器的研究进展较快，可望在下世纪初装备部队。此外，目前美国已研制能在微波波段产生千兆瓦脉冲功率的实验型微波发射管，并希望最终脉冲功率达到100千兆瓦。

微波武器目前存在的问题：

一是对有核防护设施的目标无效。许多国家的军用电子系统装有防原子破坏设备，并开始制定了有关军用电子设计标准。这些设备对微波武器也有同样的防范作用，其原因是金属板可保护电子设备不受微波热效应的影响；
二是使用中对友邻部队可能构成威胁。为了发挥微波武器的作用，其功率必须很大，这样就可能对在一定范围内的友邻部队的电子系统构成巨大威胁。为防止这一点，就必须采用高度定向的天线或利用地面屏蔽物；
三是微波武器可能遭受反辐射导弹(ARM)的攻击。ARM是一种寻的无线电和雷达信号的导弹。不言而喻，由于微波武器能发射出功率很大的电磁波，因此，ARM被看作是微波武器的天敌，但对这一问题，国际上有学者持不同看法。其理由是，一是认为微波武器功率很高，因此可能事先引爆来犯导弹；二是微波武器可能会影响ARM制导系统中的微电子线路，从而破坏ARM对其的跟踪而偏离航向。